Проектиране на верига на проба и задържане на верига с помощта на Op-Amp

Проектиране на верига на проба и задържане на верига с помощта на Op-Amp

В електрониката схема за проби и задържане (S&H) е аналогово устройство, което се използва за приемане на напрежението на постоянно променящ се аналогов сигнал и заключва стойността му на стабилно ниво за определен най-малък период от време. Тези схеми са основните аналогови устройства с памет. Те обикновено се използват в ADC (аналогово-цифрови преобразуватели), за да се отърват от разликите във входния сигнал, които могат да повредят процеса на промяна. Типична схема на пробата и задържането съхранява електрически заряд в кондензатор и държи поне едно превключващо устройство като транзистор с полеви ефект превключвател и обикновено един оп-усилвател (операционен усилвател) .



За да вземе проба от i / p сигнала, превключвателят обединява кондензатора с o / p на буферен усилвател. Това усилвател усилва кондензатора, така че напрежението на кондензатора да е почти равно или пропорционално на входното напрежение. В задържана форма превключвателят разделя кондензатора от буфера. Кондензаторът винаги се разрежда от собствените си изходящи токове и полезни натоварващи токове, което прави веригата по същество нестабилна, но спадът на напрежението в определено време на задържане остава в рамките на подходящ марж на грешка.


Какво е схема за вземане на проби и задържане?

Схемата за проба и задържане е електронна схема което прави примерите за напрежение, дадени му като информация, и от този момент нататък, той държи тези проби за положителното време. Времето, сред което веригата за вземане на проби и задържане произвежда извадката от i / p сигнал, се нарича време за вземане на проби. Съответно времевата дължина на веригата, сред която тя държи извадката, се нарича време на задържане.





Проба и задържане на веригата

Проба и задържане на веригата

Обикновено времето за вземане на проби е между 1µs-14 µs, докато времето на задържане може да очаква всякаква стойност, ако е необходимо в приложението. Няма да е погрешно да се каже, че кондензаторът е сърцевината на веригата за вземане на проби и задържане. Това е така, защото кондензаторът, който се показва в него, се зарежда до пиковата си стойност, когато ключът е отворен, т.е.по време на вземане на проби и задържа провереното напрежение, когато ключът е затворен.



Примерна и задържаща схема

Диаграмата по-долу показва схемата за проби и задържане с помощта на Op-Amp. От схемата е ясно, че два операционни усилвателя са свързани чрез превключвател. Когато ключът е заключен, методът за вземане на проби ще влезе в изображението и когато ключът е отключен, резултатът от задържането ще бъде там. Кондензаторът, свързан с втория операционен усилвател, не е нищо друго освен задържащ кондензатор.

Проба и задържане на веригата

Проба и задържане на веригата

Чрез използването на тази схема за задържане на проби и задържане можем да получим проби от аналоговия сигнал, последвани от кондензатор. Той съхранява тези проби за определено време. В резултат на това се получава стабилен сигнал, който може да се промени в цифров сигнал с помощта на ADC (аналогови към цифрови преобразуватели) .


Проба и задържане на веригата работи

Работата на тази верига може просто да се разбере, като се използват нейните компоненти, работещи. Основните компоненти за изграждане на схемата за извадка и задържане включват N-канален подобрителен тип MOSFET, кондензатор и операционен усилвател с висока точност.

Като превключващ елемент се използва N-канален подобрителен MOSFET. Входното напрежение се подава през неговия изходен терминал, а управляващото напрежение също се дава през неговия терминал на затвора. Когато се приложи импулсът + ve на управляващото напрежение, MOSFET ще бъде активирано състояние. И се представя като затворен ключ. На противоположното, когато управляващото напрежение е нищо, тогава MOSFET ще бъде деактивирано и работи като отворен ключ.

Вземете проба и задръжте верига с помощта на Op-Amp

Вземете проба и задръжте верига с помощта на Op-Amp

Когато MOSFET работи като затворен превключвател, аналоговият сигнал, подаден към него през източващия терминал, ще бъде подаден към кондензатора. Тогава кондензаторът ще се зареди до пиковата си стойност. Когато ключът се освободи, кондензаторът спира зареждането. Поради високия импеданс усилвател, свързан в края на веригата, кондензаторът ще познава висок импеданс, поради това не може да се разреди

Това насочва към задържането на заряда от кондензатора за точното време. Това може да се нарече период на задържане. И времето, в което се произвеждат проби от i / p напрежение, се нарича период на вземане на проби. О / п, обработени от операционния усилвател през целия период на задържане. И така, периодът на задържане има значение за Op-усилвателите.

Входни и изходни вълнови форми

Формите на вълните на схемата за задържане на пробата и задържане, както е обяснено в следващата диаграма. От формата на вълната на веригата става ясно, че през периода на включване какво ще бъде напрежението при o / p. През периода на изключване напрежението, което съществува при o / p на операционния усилвател.

Входни и изходни форми на вълната

Входни и изходни вълнови форми

Примерни и задържани приложения за вериги

Приложенията на схемата за вземане на проби и задържане включват следното

  • Осцилоскопи за вземане на проби
  • Система за разпространение на данни
  • Цифрови волтметри
  • Обработка на аналогов сигнал
  • Сигнални конструктивни филтри
  • Система за преобразуване на данни

По този начин това е всичко за веригата за вземане на проби и задържане. С прости думи, тази схема произвежда извадки от аналоговия i / p сигнал и съхранява най-новите пробни стойности за точно време и го репликира при o / p. Надяваме се, че сте разбрали по-добре тази концепция. Освен това, всички въпроси относно тази концепция или за изпълнение на електрически проекти, моля, дайте вашите отзиви, като коментирате в раздела за коментари по-долу. Ето въпрос за вас, каква е функцията на веригата за вземане на проби и задържане?